Фланец Ру 16 представляет собой стандартизированный соединительный элемент трубопроводной арматуры, предназначенный для работы с условным давлением 1,6 МПа (16 кгс/см²) при температуре рабочей среды до 200 °C для наиболее распространенных марок сталей. Цифровой индекс в обозначении «Ру» (ранее «Ру») указывает на номинальное (условное) давление, которое фланец и соединение в целом должны выдерживать в течение длительного срока службы. Фланцы данного типоразмера являются одним из наиболее востребованных элементов в энергетике, нефтегазовой, химической промышленности и коммунальном хозяйстве для систем, работающих в диапазоне средних и высоких давлений.
Производство и основные параметры фланцев Ру 16 регламентируются рядом межгосударственных и отраслевых стандартов. Выбор стандарта определяет геометрию, материалы, допуски и условия применения.
В зависимости от метода крепления к трубопроводу или оборудованию, фланцы Ру 16 подразделяются на несколько основных типов.
Представляет собой плоское кольцо с отверстиями под шпильки или болты. Монтаж осуществляется путем насадки фланца на трубу и последующего приваривания двумя угловыми швами с внутренней и наружной стороны. Основные преимущества: простота изготовления и монтажа, низкая стоимость. Недостаток: концентрация напряжений в зоне сварки, что делает соединение менее прочным при переменных нагрузках и изгибающих моментах по сравнению с воротниковым фланцем. Рекомендуется для трубопроводов с умеренными нагрузками.
Имеет коническую горловину (воротник), которая приваривается встык одним сварным швом к торцу трубы. Конструкция обеспечивает плавный переход напряжений от фланца к трубе, значительно повышая усталостную прочность и стойкость к вибрациям. Является предпочтительным выбором для ответственных трубопроводов высокого давления, работающих в условиях знакопеременных температур и нагрузок, характерных для энергоблоков.
Состоит из двух частей: собственно фланца (свободного) и приварного кольца. Кольцо приваривается к трубе, а свободный фланец остается незакрепленным, что позволяет легко совмещать отверстия под болты при сборке соединения, особенно при сложном монтаже или необходимости частой разборки (например, для чистки или инспекции). Широко применяется в химической промышленности, на участках трубопроводов, требующих регулярного обслуживания.
Качество и герметичность фланцевого соединения Ру 16 в значительной степени определяются типом уплотнительной поверхности. ГОСТ 12815-80 определяет несколько исполнений.
Выбор марки стали для фланца Ру 16 определяется параметрами рабочей среды (давление, температура, химическая агрессивность) и регламентируется стандартами.
| Марка стали | Стандарт (ГОСТ) | Температурный диапазон применения, °C | Типичные области применения |
|---|---|---|---|
| Ст20, Ст25 | ГОСТ 33259-2015 (из поковки или литья) | От -40 до +400 | Водяные, паровые трубопроводы общего назначения при t до 400°C. |
| 09Г2С | ГОСТ 19281-2014, ГОСТ 5520-79 | От -70 до +450 | Трубопроводы низкотемпературного исполнения, магистральные сети. |
| 12Х18Н10Т | ГОСТ 5632-2014 | От -196 до +600 | Агрессивные среды, пищевая, химическая промышленность, АЭС. |
| 15Х5М | ГОСТ 5632-2014 | От -40 до +600 | Трубопроводы перегретого пара, нефтеперерабатывающие установки (стойкость к сероводороду). |
| 10Г2 | ГОСТ 19281-2014 | От -40 до +425 | Энергетические трубопроводы, работающие под давлением. |
Геометрия фланца Ру 16 строго нормирована и включает ряд взаимосвязанных параметров для обеспечения взаимозаменяемости и герметичности.
| Условный проход, Ду | Наружный диаметр D, мм | Диаметр болтовой окружности Dб, мм | Кол-во и диаметр отверстий (n х d1) | Толщина b, мм |
|---|---|---|---|---|
| 50 | 165 | 125 | 4 x 18 | 18 |
| 100 | 215 | 170 | 8 x 18 | 20 |
| 200 | 325 | 280 | 8 x 23 | 22 |
| 400 | 515 | 450 | 16 x 27 | 26 |
| 600 | 715 | 620 | 20 x 30 | 30 |
Герметичное соединение формируется не только фланцами, но и комплектующими.
Качество монтажа напрямую влияет на надежность соединения. Процесс включает:
В эксплуатации требуется периодический визуальный контроль состояния соединения, подтяжка крепежа (особенно после первых циклов нагрева-остывания для прокладок, подверженных релаксации).
Ру (условное давление) – параметр, используемый в странах СНГ по ГОСТ. PN (Nominal Pressure) – параметр по европейским (EN) стандартам. Приблизительно Ру 16 соответствует PN 16, но это соответствие не абсолютно, так как системы стандартов имеют разные температурные базисы для определения номинального давления. Прямая взаимозаменяемость возможна только при проверке всех геометрических параметров (D, Dб, n х d1) и исполнения уплотнения.
Нет, без проведения специальных расчетов и экспертизы это запрещено. Цифра 16 обозначает максимальное допустимое рабочее давление при температуре 200 °C для базового материала (Ст20). При более высоких температурах допустимое давление снижается согласно таблицам стандартов. Использование фланца за пределами расчетных параметров может привести к разгерметизации и аварии.
Плоский приварной фланец выбирают для неподвижных соединений на прямых участках трубопроводов с умеренными нагрузками, где важна экономия. Фланец приварной встык (воротниковый) обязателен для соединений, подверженных вибрации, знакопеременным нагрузкам, изгибающим моментам, а также для всех ответственных трубопроводов энергоблоков, технологических линий с высокими параметрами среды и в условиях частых теплосмен.
Затяжка выполняется в минимум 3 прохода динамометрическим ключом или гидравлическим натяжителем по определенной схеме:
После 24-48 часов работы при рабочих параметрах рекомендуется выполнить контрольную подтяжку.
Пример маркировки: «Фланец 200-16 ст. 09Г2С ГОСТ 33259-2015». Это расшифровывается как: фланец с условным проходом Ду 200 мм, на давление Ру 16, изготовленный из стали 09Г2С по указанному стандарту. Также на теле фланца могут быть нанесены клеймо производителя, номер плавки/партии, товарный знак.
Фланцы Ру 16 являются критически важными элементами трубопроводных систем, от корректности выбора, качества изготовления и монтажа которых зависит безопасность и безаварийность работы всего технологического комплекса. Проектировщику и монтажнику необходимо учитывать комплекс факторов: тип фланца, материал, исполнение уплотнительной поверхности, характеристики рабочей среды, квалификацию сварщиков и процедуру затяжки. Строгое соблюдение требований нормативной документации (ГОСТ, ОСТ, руководящих документов) и применение качественных комплектующих – обязательное условие создания надежного фланцевого соединения, рассчитанного на весь срок службы трубопровода.